数据库的范式、连接、锁等知识点梳理

数据库的三大范式

在数据库的表设计中我们需要遵守一些规范，以达到数据库结构合理，查询高效，删改无误的目标。
一、数据库的第一范式：在设计表格的字段时，要确保字段的原子性（即不可再分），比如电话号码这个字段名的表意就不是很明确，它是指家庭电话还是个人手机电话呢？字段的原子性保证了我们在查询数据时的高效和准确。这也是关系型数据库比如MySQL数据库的设计要求。
**二、数据库第二范式：**在满足第一范式的基础上，我们还需要满足第二范式，即各个字段都应该依赖主键，且不能依赖于主键的一部分，我们可以通过主键唯一确定我们要查询的内容。我们举一个例子，现给出一些信息：学号、姓名、课名、分数、系名、系主任。
接下来我们先介绍一下超键、候选键、主键的概念：
超键：能够唯一标识元组（一条记录）的属性组合，超键的要求比较宽泛，因此只要通过它能唯一标识元祖就可以了，在一张信息表中超键有多种组合形式。
候选键：候选键是特殊的超键，它也能唯一标识元祖，但是候选键中的属性都不能去掉，去掉其中的任一属性，它就不属于超键了。
主键：候选键顾名思义是“候选者”，它是主键的候选者，用户可以在候选键中选择一个作为主键。
主属性和非主属性：包含在键中的属性称为主属性，其余属性为非主属性。
另外再阐述一下依赖的概念：当属性A确定后，属性B也唯一确定，那么称属性B依赖于属性A。
我们再来看看上面的例子。可以唯一标识元组的属性组合是学号和课程，我们选择它作为主键。通过学号和课程，我们可以确定分数；另外通过学号我们可以确定姓名、系名、系主任，系名也可以确定系主任。做出如下关系图：

这些属性不可再分，所以他们是满足第一范式的，但它存在非主属性对键的部分依赖，在上图中我们可以发现，姓名、系名、系主任是可以通过学号这个主属性来确定的，第二范式的要求是所有非主属性都是依赖主键，不允许部分依赖。解决这个问题的方案是把这个表划分为两张字表，即单独把学号拿出来作为姓名、系名、系主任的主键。如图：

这样便消除了部分依赖的关系了。这可以防止一些数据的冗余，以及数据的插入删除可以导致的错误。
三、数据库的第三范式我们继续在上述例子的基础上挖深，上面用红色线标识的关系可以表示系主任这个属性是依赖于学号的，同时系主任也可以通过系名唯一确定，系名由学号唯一确定，这时发生了依赖的传递。主键是学号，元祖可以通过学号来唯一确定，但是我们可以假设这样一种情况：如果一个新成立的系，还没有开始招收学生，数据表中没有数据，是不是就表示这个系不存在了？不是的，这时我们需要把系和学号分离开来。数据库第三范式的要求是表中不能存在传递依赖的关系，这使得表格的逻辑不清，数据的存储也会出现错误。解决问题的思路依然是对表格进行划分。如图：

在一个新系成立后，可以在表三添加系名和系主任，招生之后可以添加学号、系名、姓名的对应关系，学生选课后再添加学号课名到分数的对应关系，逻辑清晰，层次分明，满足第三范式。

数据库的左连接、右连接、内连接

左连接： 例如：select * from tbl1 Left Join tbl2 where tbl1.ID = tbl2.ID 。选择需要连接的两张表，Left Join来表示采用了左连接，连接后的表结构是按照上式中的表顺序的，tbl1在左，tbl2在右，左连接是指把右表合并到左表，关联两表的因素自然是两表的字段。上面这句话的意思是把两张表ID相同的部分连接起来。左连接对表一不做任何修改，在表二中找到和表一ID属性匹配的记录，拼接到表一相应记录的后方。此时原表变长了，表二拼接上去后，其他匹配不到的数据部分都用null表示，此时记录之间的顺序可以简单调整，匹配到的记录移到上方。
右连接： 例如：select * from tbl1 Right Join tbl2 where tbl1.ID = tbl2.ID。表顺序不变，变的是把表一右连接到表二，表二内容完整，表一内容可能会缺失。
内连接： 例如：select * from tbl1 inner join tbl2 on tbl1.ID = tbl2.ID。最终得到的表是两者的公共部分（类似于交集）。
作用： 这几种连接方式可以使得我们在查询成绩的时候有所偏重的去查找，比如学生信息和课程成绩两张表的查询，如果我们以学生信息表为主，如果学生信息表中没有某同学，那么左连接时即便他有成绩也不会显示在最终表中；反之，如果以成绩为准，如果没有某同学的成绩记录，右连接时是不会显示这个同学的信息的。这种查询方式使得对表信息的筛选效率大大的提高了。

MySQL的乐观锁和悲观锁

乐观锁： 顾名思义，MySQL在对表格处理时是抱着乐观的态度的，它认为不会有别人在自己操作的时候去修改记录数据，唯一做的事是在操作前取出表单的版本号，最后要更新数据的时候再取版本号比对，观察在这期间是不是有别人操作过数据库导致版本号的更新（+1），如果没有人动过数据库，那么它就可以更新数据了。乐观锁是人为实现的，而不是是数据库自带的。
悲观锁： 持悲观的态度，认为在自己操作的时候会有别人操作数据，所以在自己操作之前，先给表上锁，结束之后再释放锁，这个锁是MySQL自带的，通过相应配置即可实现。我们既可以为表加表锁，也可以为行加行锁。
两种锁的分析比较： 一般乐观锁操作时效率较高，只是简单检查版本号便可以实现安全的操作，悲观锁在每次处理时需要上锁，这必然会带来一些资源的开销。一般乐观锁被广泛使用，因为其简单高效；而悲观锁在高并发且易出现资源竞争的情况下会比乐观锁更有优势，因为如果经常竞争性地对表进行操作，在乐观锁的情况下容易出现操作失效，降低了效率，而悲观锁可以确保指令的执行，可靠性好。

MySQL语句知识点扩展

1、SELECT DISTINCT “栏位名” FROM “表格名”
作用：在筛选的同时去掉重复的内容。
2、SELECT “栏位名” FROM “表格名” WHERE “简单条件” { [AND|OR] “简单条件” }
作用：多条件筛选。
3、SELECT “栏位名” FROM “表格名” WHERE “栏位名” IN （‘值一’，‘值二’…）
SELECT “栏位名” FROM “表格名” WHERE “栏位名” BETWEEN ‘值一’ AND ‘值二’
作用：查询指定栏目的内容，同时满足其他栏目的某些条件。
4、select * from table1 where name like ‘%明%’ //含有“明”字的
select * from table1 where name like ‘%[0-9]%’ //含有数字的
select * from table1 where name like ‘%[a-z]%’ //含有小写字母的
select * from table1 where name like ‘%[!0-9]%’ //不含数字的
作用：模糊查询含有指定内容的记录。
5、SELECT “栏位名” FROM “表格名” WHERE “简单条件” ORDER BY “栏位名” [ASC,DESC]
作用：筛选后降序（DESC）或者升序（ASC）排列。
6、SELECT COUNT “栏位名” FROM “表格名”
作用：查询表中记录的行数。
7、SELECT “栏位名1”，SUM “栏位名2” FROM “表格名” GROUP BY “栏位1”
作用：把栏目2中数据按照栏目1的内容计算合计值，合并栏目1中相同的部分。
8、SELECT “栏位名1”，SUM “栏位名2” FROM “表格名” GROUP BY “栏位1” HAVING（函数条件）
作用：在上题的基础上，另加函数条件约束。
常见完整性约束：
非空约束：not null
唯一约束：unique
主键约束：primary key
外键约束：foreign key
检查约束：check （确保添加内容在check约束范围内）
添加非空约束：modify(score number(10,2) not null)
删除非空约束：drop constraint std1_id_nn ;
加入检查约束：add(constraint std1_score_ck check(score>=0 and score<=100)) ;
有效化无效化约束：disable 、enable
级联删除：ON DELETE CASCADE （当父表中的列被删除时，字表中相对应的列也被删除）
级联置空：ON DELETE SET NULL （当父表中的列被删除时，字表中相对应的列被置空）